【エネルギー】化合物3接合型で幅広い波長領域を利用　接合部抵抗低減し太陽電池セルで世界最高変換効率36.9％を達成―シャープ

1 ：11/11/05 〜 最終レス ：11/11/08

化合物3接合型太陽電池で実現　太陽電池セルで世界最高変換効率36.9％を達成
http://www.sharp.co.jp/corporate/news/images/111104-a.gif
世界最高変換効率36.9％を達成した化合物3接合型太陽電池セル
シャープは、太陽電池を3つの層に積み重ねた化合物3接合型太陽電池で、世界最高変換効率※1
36.9％※2を達成しました。
化合物太陽電池は、インジウムやガリウムなど、2種類以上の元素からなる化合物を材料とした光吸
収層を持つ変換効率の高い太陽電池で、主に人工衛星に使用されています。
　当社は、2000年から光吸収層を3層に積み重ねて高効率化を実現する「化合物3接合型太陽電
池」の研究開発を進め、2009年にはインジウムガリウムヒ素をボトム層として、3つの層を効率よく積み
上げて製造する当社独自の技術を実現し、変換効率を35.8％まで高めることに成功しました。
今回新たに、各太陽電池層を直列に繋ぐために必要な接合部の抵抗を低減させることで、太陽電
池の最大出力が向上し、変換効率アップを実現しました。
本件は、NEDO※3の「革新的太陽光発電技術研究開発」テーマの一環として開発に取り組んだ結果、
産業技術総合研究所(AIST)において、非集光時世界最高変換効率を更新する36.9％の測定結
果が確認されたものです。
将来的には、極薄の太陽電池層をフィルムなどに転写することにより、軽量でフレキシブルな太陽電池
が可能となります。当社は、今回の開発成果を活かし、今後、集光型はもちろん、宇宙用や飛行体、
車向け用途などでの実用化を目指してまいります。
http://www.sharp.co.jp/corporate/news/images/111104-a_1.jpg
※1 2011年11月4日現在、研究レベルにおける非集光太陽電池セルにおいて。(シャープ調べ)
※2 2011年9月、産業技術総合研究所(世界の太陽電池の公的測定機関の一つ)により確認された
数値(セル面積：約1cm2)。
※3 独立行政法人 新エネルギー・産業技術総合開発機構。日本の産業技術とエネルギー・環境
技術の研究開発およびその普及を推進する我が国最大規模の中核的な研究開発実施機関。
http://www.sharp.co.jp/corporate/news/images/111104-a_2.jpg
■ 太陽光エネルギーと化合物3接合型太陽電池の感度の波長分布
■ 当社　化合物太陽電池の開発の経緯
1967年 単結晶シリコンを用いた宇宙用太陽電池の開発を開始
http://www.sharp.co.jp/corporate/news/images/111104-a_3.jpg
1976年 宇宙用太陽電池(単結晶シリコン太陽電池)を搭載した実用衛星「うめ」打ち上げ
2000年 宇宙用太陽電池のさらなる高効率化、軽量化、耐久性向上のために、化合物3接合型
　　　　　太陽電池の研究開発を開始
2001年 NEDOの太陽光発電研究開発テーマへの参画を開始
2002年 化合物3接合型太陽電池が宇宙航空研究開発機構(JAXA)認定を取得
2003年 化合物3接合型太陽電池セルで、変換効率31.5％を達成(研究レベル)
2004年 化合物3接合型太陽電池を搭載した小型科学衛星「れいめい」打ち上げ
2007年 化合物3接合型太陽電池セル(集光型 1,100倍集光時)で、変換効率40.0％を達成(研究レベル)
http://www.sharp.co.jp/corporate/news/images/111104-a_4.jpg
2009年 化合物3接合型太陽電池を搭載した温室効果ガス観測技術衛星「いぶき」打ち上げ
2009年 NEDO「革新的太陽光発電技術研究開発」テーマの一環として研究開発に取り組む中で、
　　　　　化合物3接合型太陽電池セルで変換効率35.8％を達成(研究レベル)
2011年 NEDO「革新的太陽光発電技術研究開発」テーマの一環として研究開発に取り組む中で、
　　　　　化合物3接合型太陽電池セルで変換効率36.9％を達成(研究レベル)
シャープニュースリリース　2011年11月4日
http://www.sharp.co.jp/corporate/news/111104-a.html
＜太陽電池セルで世界最高変換効率36.9％を達成 発表会レポート＞
http://www.sharp.co.jp/corporate/report/solar_cell2/index.html
>>2辺りに続く

2 ：

シャープ、変換効率36.9%を達成した化合物太陽電池を開発
シャープは11月4日、同社が開発を進めてきた「化合物3接合型太陽電池」にて、最適化などを施すことで
変換効率36.9%を達成したことを発表した。
http://journal.mycom.co.jp/photo/news/2011/11/04/075/images/011l.jpg
今回シャープが新たに開発した変換効率36.9%を達成した化合物太陽電池
化合物太陽電池は、化合物半導体を材料とした光吸収層を用いることでSi結晶系に比べて高い変換効
率を実現できるが、コストもSi結晶系に比べて高くなってしまうなどのか、Ga(ガリウム)やAs(ヒ素)などを用いる
ことから一般住宅ではなく主に人工衛星などの用途に用いられている。
同社は2000年から違う波長の光吸収層をGaAs基板からトップ-ミドル-ボトム層の順に積み重ねて、最終
的にGaAs基板から切り取ってさまざまな別の基板に転写することで高効率化を実現する「化合物3接合型
太陽電池」の開発を進めてきており、2009年にはボトム層を従来のGeからInGaAsに変えることで3層を効率
よく積み上げ、かつ取り出せる電力をより向上できる技術を開発し、変換効率35.8%を実現していた。

http://journal.mycom.co.jp/photo/news/2011/11/04/075/images/001l.jpg
Si結晶系太陽電池と化合物太陽電池の違い、および従来の3層型化合物太陽電池と2009年より採用
した化合物3接合型太陽電池の違い
http://journal.mycom.co.jp/news/2011/11/04/075/images/000.jpg
シャープ ソーラーシステム開発本部 次世代要素技術開発センター 第二開発室長の高本達也氏
今回の研究では、その3層に積層された太陽電池の各層を直接につなぐための必要な接合部(I層)の抵抗
を低減させることで、太陽電池の最大出力を向上し、その結果として変換効率の向上を実現した。
具体的には直列抵抗を減らすことで、トップ層とミドル層、ミドル層とボトム層それぞれのトンネル接合層の
抵抗を低減し最大出力を向上させることで、発電効率を向上させ1cm角で36.9%の効率を達成した。「今
回は評価用として1cm角で36.9%だが、基板となるGaAsは4インチなので、そこまで拡大してもほぼ同等の
変換効率は維持できる」と同社ソーラーシステム開発本部 次世代要素技術開発センター 第二開発室
長の高本達也氏は語る。
http://journal.mycom.co.jp/photo/news/2011/11/04/075/images/004l.jpg
各層間の直列抵抗を低減させたことで、最大出力が向上し、結果として変換効率の向上につながった
http://journal.mycom.co.jp/photo/news/2011/11/04/075/images/005l.jpg
新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO)が掲げる太陽電池の変換効率の目標値。すでに2014年
の変換効率は達成済みで、2025年目標の宇宙37%、地上40%、集光50%をどうやって実現させるか、という
段階に入りつつある
また、将来的には量子ドットなどを4層目として挿入し、4層構造とすることで、さらなる効率の向上を目指
しており、通常の地上での変換効率40%、集光型太陽電池での変換効率50%の達成を目標として開発
を進めていくとしている。
さらに、転写できるという特長を使うことで、放熱板との一体化による集光型での高効率化やフィルムへの
転写によるフレキシブル化、および切り離したGaAs基板の再利用技術の模索などを進めることで、新たな
アプリケーションの開発や量産効果/リサイクルによる低コスト化の実現を目指すとしている。
基板サイズの大型化による変換効率の低下はほぼ問題にならないほか、ボトムとトップ両方から発電できる
ことから、むしろフィルムのような薄いものの上に転写したほうがモジュールとしての変換効率も高くできるとの
こと。フィルム型太陽電池が実用できれば、重量とスペースの問題が常に付きまとう宇宙機にとってもブレー
クスルーとなる可能性も考えられる
なお、同化合物太陽電池に関しては、宇宙航空研究開発機構(JAXA)が評価を進めており、2013年に
は部品認定を受ける予定で、実証機による宇宙での実証実験を経た後、2014-15年ころには実用化と
したいとするほか、集光型向けにも、2012年から少なくとも1年間程度は実証実験を行いデータを取得し
ていく予定としており、その他のアプリケーションとして飛行体用やクルマへの適用なども目指した取り組み
を進めていく計画としている。
小林行雄/マイコミジャーナル　2011/11/04
http://journal.mycom.co.jp/news/2011/11/04/075/　>>3辺りに続く

3 ：

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4 ：

つまりどういうことだってばよ

5 ：

30cm四方でノートパソコン使えるぐらい？

6 ：

いつも邪魔して申し訳無いんだが、出し惜しみするから中国にKW/単価負けるんだよ。
但し、宇宙で使うには本当に素晴らしい技術だね、もしくは、太陽炉に勝てればね。

7 ：

みみみらくる、みっくるんるん

8 ：

>>4
太陽光が持ってるエネルギーの約37％が電力に換えられるって事だろ
中卒の俺に説明させんなよ

9 ：

家庭用に使えたらなぁ。
高くてもいい。

10 ：

>>4
中間層で電荷の通り抜けがスムーズになったから
発電効率が上がったって話

11 ：

ちょっと何を言っているのかわからない

12 ：

太陽電池と太陽熱温水器のハイブリッドを出して欲しい。
浅い密閉水槽の底が太陽電池になっているような感じで出来るんじゃ無かろうか。

13 ：

海の波長も同じ考えでいけるだろうな

14 ：

有毒物を使ってるので一般家庭用には使えないが
普通のは1�uあたり200ｗぐらいが最高だけど
これは360ｗの出力でるよ、て事。

15 ：

>>9
まーこういうのは人工衛星や探査船向けだからな。。
地球上で使うなら変換効率より安さだろう。今の１０分の１くらいになってくれないと
メリットが

16 ：

>>1電気を作るのはいいから、
電気を貯めるほうにもっと力を入れてくれよ

17 ：

で、現状のパネルは何％？

18 ：

でも　お高いんでしょう？

19 ：

フィルム型太陽電池か…面白そう。

20 ：

人工衛星用だな。しかもフィルム型で軽く・形状を自在に変えられる利点は大きい。

21 ：

ネドコ

22 ：

雲の上を二十四時間飛び回っている偵察機とかできるの？

23 ：

Asなんて一般人が受け入れるわけないだろ
日本じゃむり

24 ：

>>12
てか熱もそのまま電気に変えられる素子とうまく組み合わせられれば
いいんじゃね？
現状じゃ難しいんだろうけど。

25 ：

>>24
あかん氷河期になってまう

26 ：

As: あな＠　せっく＠

27 ：

>>12
配置が逆のほうがいいと思う
太陽電池で発電しパネルの裏から集熱する。パネルの温度上昇も抑えられ効率アップ

28 ：

50％も夢じゃないな。

29 ：

原発の蒸気タービン並の効率だ

30 ：

原発いらねーじゃん。

31 ：

だが赤字だ

32 ：

レアメタルだからコストは下げられない
作れば作るほどレアメタルの価格は上昇する
シリコン自体は半永久だが、化合物はそうではない
化合物の廃棄した場合の毒性にはスルーだ
結局、特定向のニッチでしかない

33 ：

もう数年前から30％台なわけだがｗ
ほんとコンマ何％の積み重ねだよな。太陽電池は。

34 ：

7年で5％か、、
俺が死ぬ頃には変換効率70％ぐらいまで行くかな？

35 ：

理論効率って最高いくらだっけ？

36 ：

レアメタル抜いて作れ。

37 ：

衛星用っぽいし数千万円クラスだろ、これ

38 ：

化合物ならどー考えても工場は中国につくるのが合理的ｗ

39 ：

GaAsウエハーを使わず、ステンレスの板にでも結晶を成長できれば価格は下がる。

40 ：

よーし、原発も効率80%目指しちゃうぞ!!

41 ：

>>33
実験室レベルではもうちょっと上だろう
量産レベルではもっと下だろう
今の量産機はいくつだい？

42 ：

mixi テクノロジー・電波・超音波被害コミュニティー参加の らい 助けて下さい！

43 ：

早く放射線電池を作るんだ

44 ：

正直効率はもうどうでもいいよ・・・
今問題なのは生産コストと蓄電技術

45 ：

>>35
たしか3接合で60%。
シャープは既に集光型で42.1%を実現してた。
まだ今回のセルで集光してないから、今後も注目できる。

46 ：

東芝元社員の最新科学技術！思考盗聴器二億三千万円、電磁波による虐待の！知ってますか？大事件です！！

47 ：

シャープは社風が古臭くて閉鎖的なんだよなあ。

48 ：

それってこのご時世、最大の強みじゃんｗ

49 ：11/11/08

それよりも、シャープはマトモなパワコンを作ってくれ。
設置後６年で２回故障って、どーゆー事よ？